科学家研发一种可陶瓷化的多标准阻燃涂层资料
研讨团队受火山熔岩难燃、高温可活动以及低热导率特性的启示，规划了一种可陶瓷化的多标准阻燃涂层资料，其完成了对多种修建资料有用防火维护。
阻燃涂层可对多种资料起到有用的防火维护，包含针对可燃的聚合物泡沫、木材以及不可燃的钢材等。在许多阻燃手法中，因为涂层法仅作用于资料外外表，因而不可能影响基体的固有功能而体现出共同优势。但是，大多数现有的阻燃涂料仍存在阻燃功率低或出产所带来的本钱高的缺陷，严峻约束了其实践工业使用。自然界中，火山喷射所产生的熔岩不燃、高温可活动，但其熔融过程中继续开释的气体使其冷却后构成多孔的陶瓷化火山岩，具有较低的导热系数（＜1.29 W/mK）。该特征为创制可陶瓷化的阻燃隔热涂层资料供给了一个创意。
近来，澳大利亚南昆士兰大学宋安全教授以水性共聚物聚(丙烯酸羟乙基酯-乙烯基磺酸钠)（PVH）为涂层基体，通过引进低熔点玻璃粉（GP）作为陶瓷前驱体和氮化硼（BN）为协效剂，制备了一种多标准有机/无机杂化PVH/BN/GP阻燃涂层资料。通过简略的棒涂法先后将PVH（~100m）和PVH/BN/GP（~100m）施加在基体外表（图1）。该涂层本身体现出极高的难燃性，并可对多种基底资料供给抱负的防火维护。
图1：仿生熔岩多标准陶瓷杂化防火涂料的规划、制备及其在聚氨酯硬泡（PU）上的使用。
杂化涂层高温下体现出类火山熔岩的活动、多孔特性。当温度高于350 ℃时，杂化涂层中的GP颗粒产生软化，并终究在高温下（＞650 ℃）彻底熔化，构成一种活动的熔体。GP熔体可充任高温胶粘剂添补有机炭层外表微观裂纹，并终究构成细密完好的陶瓷维护层。此外，有机PVH涂层基体的热降解可以在必定程度上促进炭层内部气孔的构成，其多孔结构与天然熔岩十分类似，这种结构赋予炭层极低的热导率（700℃=0.0897 W/mK）（图2）。
/GP涂层的防火功能体现。经~200m涂层处理的硬质聚氨酯硬质泡沫体现出高达35.8 vol%的极限氧指数（LOI），达到了抱负的UL-94 V-0等级，而且最大热开释速率（PHRR）（下降34%），总烟雾开释量（TSR）（下降53%）和最大CO生成（PCOP）（下降66%）显着下降，抗压强度显着进步（进步41%）。资料归纳功能显着优于此前文献报导的聚氨酯硬质泡沫（图3，图4）。
图3：通过200 微米厚的/GP杂化涂层处理后，聚氨酯硬泡体现出快速自熄的才能。
/GP涂层对多种基材的防火维护。锥形量热测验中，/GP处理后的木材更难被点燃，且其在不同热辐射强度下皆体现出更低的热开释，更高的残炭率。此外，/GP相同适用于不可燃基体，涂层处理可以明显减缓钢材在继续灼烧过程中的升温速率（图5）。该阻燃涂层战略在不同基材上体现出很高的适用性，有望未来在修建、运送、管道和电气等范畴遍及的使用。
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